以粒子影像測速儀與熱線測速儀所得數據進行圓柱近域尾流之紊態流場特性及尺度分析

Translated title of the thesis: Investigation of scale and characteristics of the turbulent near-wake flow behind a circular cylinder with the data obtained by PIV and Hot-Wire Anemometry
  • 沈 家緯

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究分別以熱線測速儀(Hot-Wire Anemometry)及粒子影像測速儀(Particle Image Velocimetry) 在高、低雷諾數(?Re?_D=3799;9499)下探討二維圓柱體近域尾流區渦流的形成和脫落過程以及小尺度流流場結構。PIV和HWA的取樣頻率均為10 kHz。利用快照特徵正交分解法(Snapshot Proper Orthogonal Decomposition)與PIV數據將紊流結構分成若干頻率子集(subsets)。為了排除背景噪聲且從POD分析的高階模式中選擇正確的尺度紊流結構,需要使用連續小波變換(CWT)分析各階模態對應的時間係數。由於PIV的高取樣頻率(10 kHz),快照POD不僅可以描述尾流渦流脫落過程相關的相干性大尺度結構(第一對低階模式),還可以表徵泰勒微尺度的相干性結構(二、三次諧波高階模態)。本研究利用HWA數據通過自相關函數分析驗證高階模式的尺度是否達到泰勒微尺度,如下式: ├ (d^2 R)/(dτ^2 )┤|_(τ=0)=(-2)/γ^2 式中γ為泰勒微尺度,結果顯示使用上式所得數據卻能佐證流場之泰勒微尺度。在雷諾數分別為3 799和9 499下,本研究比較二維近域尾流大尺度與小尺度的重建結果並且討論之。 關鍵字:粒子影像測速儀、熱線測速儀、小波轉換、正交特徵分解法、相位平均、
Date of Award2018 May 29
Original languageChinese
SupervisorKeh-Chin Chang (Supervisor)

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以粒子影像測速儀與熱線測速儀所得數據進行圓柱近域尾流之紊態流場特性及尺度分析
家緯, 沈. (Author). 2018 May 29

Student thesis: Master's Thesis